Identification of genome size and chromosomal ploidy of three prunus species by flow cytometry

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2024.07.014

Abstract

Abstract:

【Objective】To explore FCM detection system suitable for different Prunus resources, estimate their genome size and ploidy, and provide basis for the identification, classification, genome and transcriptome of Prunus resources. 【Methods】Three commonly used nuclear lysates were screened and optimized by FCM, and the most suitable lysates were selected to detect the genome size and chromosome ploidy of three plum plants. 【Results】LB01, Marie's and WPB lysates were all effective in the detection of P.simonii Carr., and WPB lysates was the best. The two lysates Marie's and LB01 did not match with P.domestica L., and the improved WPB lysate was the most suitable for P.simonii Carr. and LB01 lysate did not match, WPB lysate had better cracking effect on P.simonii Carr. than Marie's lysate, and the improved WPB lysate had the best cracking effect on P.simonii Carr. The two lysates Marie's and LB01 did not match with P.domestica L., and the improved WPB lysate was the most suitable for P.domestica L.. The P.simonii Carr. and LB01 lysate did not match, WPB lysate had better cracking effect on P.simonii Carr..than Marie's lysate, and the improved WPB lysate had the best cracking effect on P.simonii Carr. With genome sizes ranging from 491.22 to 566.40 Mb and 514.46 to 573.83 Mb, respectively, with an average genome size of 1,678.37 Mb. 【Conclusion】The identified germplasm resources of P.cerasifera Ehrh. and P.simonii Carr. were all diploid, while the P.domestica L. germplasm resources were all hexaploid, the genome size of different varieties in each species of Prunus genus is different.

Key words: plum; flow cytometry(FCM); chromosomal ploidy; genome size

摘要：

【目的】研究适合不同李属资源的FCM检测体系,估测其基因组大小及倍性,为李属资源的鉴定、分类及基因组和转录组等深入研究提供依据。【方法】利用FCM对3种常用的细胞核裂解液进行筛选与优化,选取最适宜的裂解液鉴定3种李属植物进行基因组大小和检测染色体倍性。【结果】LB01、Marie’s和WPB 3种裂解液对樱桃李检测效果均较好,而WPB裂解液检测效果最佳;Marie’s和LB01裂解液与欧洲李不匹配,改良的WPB裂解液最适合欧洲李;杏李与LB01裂解液不匹配,WPB裂解液对杏李的裂解效果好于Marie’s裂解液,而改良的WPB裂解液对杏李的裂解效果均最好。樱桃李和杏李基因组大小范围分别为491.22~566.40 Mb和514.46~573.83 Mb,欧洲李资源平均基因组大小为1 678.37 Mb。【结论】樱桃李和杏李资源均为二倍体,欧洲李资源全部为六倍体,李属植物每个种内不同品种之间的基因组大小存在一定差异。

关键词: 李, 流式细胞术(FCM), 染色体倍性, 基因组大小

CLC Number:

S188

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Figures/Tables 6

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种名 Species	编号 No.	品种 Varieties	来源 Origin
樱桃李 P.cerasifera Ehrh.	1	吉欧2号	吉尔吉斯斯坦
	2	吉欧6号	吉尔吉斯斯坦
	3	吉欧11号	吉尔吉斯斯坦
	4	吉欧12号	吉尔吉斯斯坦
	5	吉欧35号	吉尔吉斯斯坦
	6	吉区38号	吉尔吉斯斯坦
	7	吉欧43号	吉尔吉斯斯坦
	8	吉区44号	吉尔吉斯斯坦
	9	吉欧53号	吉尔吉斯斯坦
	10	吉欧55号	吉尔吉斯斯坦
	11	红果37号	中国新疆伊犁
	12	黑果47号	中国新疆伊犁
	13	原11号	中国新疆伊犁
	14	原19号	中国新疆伊犁
	15	吉红1号	吉尔吉斯斯坦
	16	黄果3号	中国新疆伊犁
	17	吉欧56号	吉尔吉斯斯坦
	18	吉欧58号	吉尔吉斯斯坦
	19	大红果	不详
欧洲李 P.domestica L.	1	塔城酸梅	中国新疆塔城
	2	法兰西	美国
	3	野生欧洲李	中国新疆伊犁
	4	红特勒	中国新疆温宿
	5	理查德早生	美国
	6	红喜梅	德国
	7	早熟1号	中国新疆伽师
	8	女神	美国
	9	总统	美国
	10	金西梅	罗马尼亚
	11	Opal-p	中国新疆伽师
	12	文加尔	吉尔吉斯斯坦
	13	塔城槟子	中国新疆塔城
	14	洛克温室7-2	中国新疆伽师
	15	斯泰勒	美国
	16	早熟2号	不详
	17	MY-O2013-2	不详
杏李 P.simonii Carr.	1	风味玫瑰	美国
	2	味帝	美国
	3	味厚	美国
	4	味馨	美国
	5	风味皇后	美国
	6	恐龙蛋	美国

种名 Species	编号 No.	品种 Varieties	来源 Origin
樱桃李 P.cerasifera Ehrh.	1	吉欧2号	吉尔吉斯斯坦
	2	吉欧6号	吉尔吉斯斯坦
	3	吉欧11号	吉尔吉斯斯坦
	4	吉欧12号	吉尔吉斯斯坦
	5	吉欧35号	吉尔吉斯斯坦
	6	吉区38号	吉尔吉斯斯坦
	7	吉欧43号	吉尔吉斯斯坦
	8	吉区44号	吉尔吉斯斯坦
	9	吉欧53号	吉尔吉斯斯坦
	10	吉欧55号	吉尔吉斯斯坦
	11	红果37号	中国新疆伊犁
	12	黑果47号	中国新疆伊犁
	13	原11号	中国新疆伊犁
	14	原19号	中国新疆伊犁
	15	吉红1号	吉尔吉斯斯坦
	16	黄果3号	中国新疆伊犁
	17	吉欧56号	吉尔吉斯斯坦
	18	吉欧58号	吉尔吉斯斯坦
	19	大红果	不详
欧洲李 P.domestica L.	1	塔城酸梅	中国新疆塔城
	2	法兰西	美国
	3	野生欧洲李	中国新疆伊犁
	4	红特勒	中国新疆温宿
	5	理查德早生	美国
	6	红喜梅	德国
	7	早熟1号	中国新疆伽师
	8	女神	美国
	9	总统	美国
	10	金西梅	罗马尼亚
	11	Opal-p	中国新疆伽师
	12	文加尔	吉尔吉斯斯坦
	13	塔城槟子	中国新疆塔城
	14	洛克温室7-2	中国新疆伽师
	15	斯泰勒	美国
	16	早熟2号	不详
	17	MY-O2013-2	不详
杏李 P.simonii Carr.	1	风味玫瑰	美国
	2	味帝	美国
	3	味厚	美国
	4	味馨	美国
	5	风味皇后	美国
	6	恐龙蛋	美国

裂解液 Buffer	成分及配比 Composition and ratio	文献Reference
WPB	0.2 mol/L Tris·HCl,4 mmol/L MgCl₂·6H₂O,2 mmol/L EDTA Na₂·2H₂O,86 mmol/L NaCl,10 mmol/L焦亚硫酸钠,1% PVP-10,1%(v/v)Triton X-100;pH 7.5。	Loureiro et al., 2007^[12]
LB01	15 mmol/L Tris,2 mmol/L EDTA Na₂,0.5 mmol/L四盐酸精胺,80 mmol/L KCl,20 mmol/L NaCl,0.1%(v/v)Triton X-100,15 mmol/L β-巯基乙醇;pH 7.0~8.0。	Puite, Broebe, 1983^[13]
Marie’s	50 mmol /L C₆H₁₂O₆,15 mmol /L NaCl, 15 mmol /L KCl,5 mmol /L EDTA Na₂, 50 mmol /L Na₃C₆H₅O₇·2H₂O,0.5% (v/v) Tween-20,0.5% (V/V) C₂H₆O₅,50 mmol/L HEPES;pH 7.2。	Marie, Brown, 1993^[14]
优化的WPB Optimize WPB	0.2 mol/L Tris· HCl,4 mmol/L MgCl₂ ·6H₂O,2 mmol/L EDTA Na₂ ·2H₂O,86 mmol/L NaCl,10 mmol/L焦亚硫酸钠,2% PVP-10,1%(v/v)Triton X-100,pH 7.5。	Loureiro et al., 2007^[12]

裂解液 Buffer	成分及配比 Composition and ratio	文献Reference
WPB	0.2 mol/L Tris·HCl,4 mmol/L MgCl₂·6H₂O,2 mmol/L EDTA Na₂·2H₂O,86 mmol/L NaCl,10 mmol/L焦亚硫酸钠,1% PVP-10,1%(v/v)Triton X-100;pH 7.5。	Loureiro et al., 2007^[12]
LB01	15 mmol/L Tris,2 mmol/L EDTA Na₂,0.5 mmol/L四盐酸精胺,80 mmol/L KCl,20 mmol/L NaCl,0.1%(v/v)Triton X-100,15 mmol/L β-巯基乙醇;pH 7.0~8.0。	Puite, Broebe, 1983^[13]
Marie’s	50 mmol /L C₆H₁₂O₆,15 mmol /L NaCl, 15 mmol /L KCl,5 mmol /L EDTA Na₂, 50 mmol /L Na₃C₆H₅O₇·2H₂O,0.5% (v/v) Tween-20,0.5% (V/V) C₂H₆O₅,50 mmol/L HEPES;pH 7.2。	Marie, Brown, 1993^[14]
优化的WPB Optimize WPB	0.2 mol/L Tris· HCl,4 mmol/L MgCl₂ ·6H₂O,2 mmol/L EDTA Na₂ ·2H₂O,86 mmol/L NaCl,10 mmol/L焦亚硫酸钠,2% PVP-10,1%(v/v)Triton X-100,pH 7.5。	Loureiro et al., 2007^[12]

种名 Species	编号 No.	变异系数 CV (%)	基因组大小 Genome size (Mb)	比值 Ratio	倍性 Poildy
樱桃李 P.cerasifera Ehrh.	1	2.83	491.22±8.14^e	0.93	2 n
	2	3.02	519.00±4.28^bcd	0.98	2 n
	3	2.50	565.85±9.50^ab	1.07	2 n
	4	2.84	529.40±36.57^cd	1.00	2 n
	5	2.78	511.37±17.68^de	0.97	2 n
	6	2.58	518.55±16.05^bcd	0.98	2 n
	7	2.57	522.41±13.85^bcd	1.01	2 n
	8	2.87	532.89±8.65^bcd	1.01	2 n
	9	3.60	528.14±13.04^cd	1.00	2 n
	10	2.50	533.00±15.68^bcd	1.01	2 n
	11	3.29	520.18±10.54^bcd	0.99	2 n
	12	2.46	524.11±7.28^bcd	0.99	2 n
	13	2.72	546.82±34.38^abc	1.04	2 n
	14	2.62	539.92±13.11^abcd	1.02	2 n
	15	2.88	536.95±27.86^abcd	1.02	2 n
	16	4.97	510.87±3.39^de	0.97	2 n
	17	2.86	506.01±9.51^de	0.96	2 n
	18	2.30	566.40±16.71^a	1.08	2 n
	19	2.26	563.04±20.42^ab	1.07	2 n
欧洲李 P.domestica L.	1	2.36	1 678.37±24.26^abcd	3.18	6 n
	2	2.47	1 667.99±76.71^bcd	3.16	6 n
	3	2.49	1 680.97±17.56^abc	3.21	6 n
	4	2.44	1 702.52±5.49^bcd	3.24	6 n
	5	2.67	1 700.05±14.88^bcd	3.23	6 n
	6	3.68	1 668.77±12.89^bcd	3.17	6 n
	7	4.53	1 737.97±47.76^a	3.30	6 n
	8	3.10	1 639.00±19.50^bcd	3.11	6 n
	9	1.98	1 616.50±75.40^d	3.07	6 n
	10	2.12	1 657.17±23.34^bcd	3.14	6 n
	11	3.78	1 689.67±9.08^ab	3.20	6 n
	12	3.23	1 622.24±11.65^cd	3.08	6 n
	13	3.72	1 688.77±14.69^ab	3.20	6 n
	14	2.09	1 693.60±14.33^ab	3.21	6 n
	15	2.66	1 697.90±4.96^ab	3.22	6 n
	16	2.86	1 656.28±29.82^bcd	3.14	6 n
	17	2.03	1 734.60±16.25^a	3.29	6 n
杏李 P.simonii Carr.	1	2.84	555.20±16.88^ab	1.06	2 n
	2	2.43	533.97±28.05^bc	1.01	2 n
	3	3.06	514.46±12.89^c	0.97	2 n
	4	2.83	549.99±11.75^ab	1.05	2 n
	5	2.99	573.83±15.69^a	1.09	2 n
	6	2.27	561.76±6.51^ab	1.06	2 n